Сечение столбчатого фундамента чертеж

Как рассчитать столбчатый фундамент?

Фундаментное основание столбчатого типа представляет собой бетонную или металлическую раму (ростверк), опирающуюся на вертикальные столбы, заглубленные в грунт на определенную глубину.

Материалом для устройства столбов может служить железобетон, полнотелый глиняный кирпич, блоки, металлические трубы или бутовый камень. В нижней части каждой опорной колонны может быть предусмотрена более широкая подошва для увеличения площади опоры. Поперечное сечение вертикальных опор может быть круглым или квадратным.

Варианты столбчатых оснований.

Надежность фундаментной конструкции в значительной мере зависит от расчета столбчатого фундамента и правильного расположения опорных столбов, которые должны быть установлены:

• под всеми углами здания;
• в местах примыкания и пересечения стен;
• на прямых участках ростверка не далее двух метров друг от друга.

Конструкция рамы ростверка должна служить опорой для всех несущих стен и перегородок. При большой длине здания следует предусмотреть дополнительные поперечные перемычки для обеспечения более надежной связи между продольными балками.

Требования к применению столбчатых оснований

Низкая стоимость конструкции с опорой на вертикальные столбы делает ее весьма привлекательной для частных застройщиков. Однако этот тип фундаментов имеет ряд ограничений по применению.

К неблагоприятным условиям для применения столбчатых оснований относят:

• вероятность горизонтальной подвижности грунтов и боковые внешние нагрузки;
• склонную к просадке или пучинистости почву;
• высокий уровень грунтовых вод, которые не должны подходить к подошве ближе 500 мм;
• глубина промерзания грунта более 1,5 м;
• перепады высот на участке застройки больше 2-х метров;

Уменьшенная несущая способность позволяет использовать его только для каркасных домов, строительства легких жилых зданий из щитовых и деревянных материалов, а так же небольших бань, веранд, пристроек, хозяйственных сооружений и под каркасный гараж.

Удельный вес стенового материала для одноэтажных зданий не должен превышать 1000 кг/м 3 , а толщина стен — менее 400 мм. Применение тяжелых железобетонных перекрытий, балок и перемычек не допускается.

Для таких помещений как веранды, пристройки и флигеля, рекомендуется делать собственный фундамент. Вес их конструкций намного меньше самого жилого дома. Поэтому можно использовать более простую и дешевую конструкцию. Кроме того, такое отделение может значительно уменьшить общую площадь дома и приведет к другим расчетным результатам.

Исходные данные для проведения расчета

Для того, чтобы правильно выполнить расчет количества опор столбчатого фундамента, необходимо обладать информацией. К таким исходным данным для расчета относится:

• отчет об инженерно-геологических изысканиях, включающий структуру поперечных разрезов почвы и данные о залегании грунтовых вод;
• несущая способность грунта;
• глубина промерзания и величина снегового покрова в данной местности, взятые из СП 131.13330.2012 «Строительная климатология»;
• данные об удельном весе строительных конструкций, из которых будет построено здание, взятые из СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия».

Если вы решили не привлекать специалистов для проведения изыскательских работ, а сведений о геологии участка у вас нет, то потребуется выполнить изучение грунтов самостоятельно.

Для этого на участке застройки необходимо выкопать 2-3 шурфа на глубину не менее чем 0,5 метра ниже опорной подушки фундамента. Если при этом будет обнаружен влагосодержащий слой, то использовать для постройки столбчатый фундамент нельзя. Придется выбрать более дорогое основание.

Оценка несущей способности грунта

Природный состав грунта определяет его несущую способность и поэтому, после изучения геологических данных, необходимо выбрать из табл. 1-5 на стр.6 СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» данные о расчетном сопротивлении грунтов, соответствующих реальной ситуации. При этом следует учитывать, что приведенные числовые значения относятся к глубине заложения более 1,5 метра. Подъем на каждые 500 мм вверх увеличивает это значение в 1,4 раза.

Таблица сопротивлений грунта (R).

Определение весовых нагрузок на фундаментное основание

Вес строительных конструкций здания, снегового покрова в зимнее время, инженерного оборудования и бытового оснащения является важнейшим определяющим фактором для расчета фундамента. Можно попытаться выполнить расчет каждой отдельной конструкции по удельному весу составляющих ее элементов, но это очень большая и сложная задача. В справочной литературе уже приводятся средние обобщенные данные, которые можно взять за основу. Вот некоторые из них:

• стена из бруса при толщине 150 мм – 120 кг/м 2 ;
• бревенчатые стены 240 мм – 135 кг/м 2 ;
• каркасные стены с утеплителем толщиной 150 мм – 50 кг/м 2 ;
• пенобетонные блоки марки D600300 мм – 180 кг/м 2 ;
• междуэтажное перекрытие по деревянным балкам с утеплителем – 100 кг/м 2 ;
• такое же чердачное перекрытие с учетом утеплителя – 150 кг/м 2 ;
• бетонные пустотные плиты – 350 кг/м 2 ;
• эксплуатационная нагрузка перекрытий – 200 кг/м 2 ;
• кровля с покрытием из металлочерепицы – 30 кг/м 2 ;
• крыша с шифером – 50 кг/м 2 ;
• кровля с керамической черепицей – 80 кг/м 2 ;
• снеговая нагрузка для средней полосы России – 100 кг/м 2 ;
• для южных регионов – кг/м 2 .

При проведении расчетов так же следует учесть массу самого фундамента. Для этого следует определить его объем и умножить на средний удельный вес железобетона – 2500 кг/м2. Угол скатной крыши может уменьшить или увеличить указанную здесь величину при его изменении.

Вес строительных конструкций.

Общий расчет столбчатого фундамента

Выполнение расчета фундаментной конструкции основано на определении суммарной площади сечения всех опорных столбов фундамента (S). Она определяется как отношение общей массы здания (Р) к расчетному сопротивлению грунта (Ro) по формуле:

S = 1.4 x P/Ro, где 1,4 — это коэффициент запаса прочности.

При составлении предварительной схемы расположения фундаментных столбов была определена их расстановка и минимально возможное количество. Поэтому, разделив общую площадь сечения на число опор, можно получить размеры сечения каждого отдельного столбчатого фундамента под колонну.

Если размер колонн получился менее 400 мм, то следует принять этот минимальный размер. При необходимом сечении столбов более 600 мм, требуется увеличить их количество на схеме, изменяя расстояния между опорами на прямых участках таким образом, чтобы весовая нагрузка распределялась более равномерно.

Минимальная площадь опорной подушки должна превышать сечение столба в полтора раза при толщине 400 мм.

Подошва столба изготавливается из железобетона в опалубке с обязательным двухрядным армированием и подстилающим слоем из щебня толщиной не менее 100 мм.

Опирающаяся плоскость нижней части опоры должна находиться на 30-40 см глубже уровня промерзания грунта.

Карта глубин промерзания грунта в России.

Пример расчета количества столбов

Задача – рассчитать фундамент для небольшого каркасного дома в средней климатической полосе России размером 5 х 6 метров при высоте этажа 3,0 метра и кровле из металлочерепицы. Пример расчета столбчатого фундамента включает несколько пунктов.

• принимаем в качестве опоры фундамент на круглых железобетонных столбах;
• основной грунт на участке застройки суглинок (Ro – 3,5 кг/см 2 );
• глубина промерзания 1,1 метра;
• при бурении контрольного шурфа грунтовые воды не обнаружены.

Определение весовой нагрузки:

1. общая площадь наружных стен и перегородок составляет 76 м 2 и тогда их общий вес составит 76 х 50 = 3800 кг;
2. масса цокольного перекрытия площадью 30 м 2 составляет 30 х 100 = 6000 кг., а вес чердачного перекрытия – 9000 кг;
3. площадь крыши составляет 52 м 2 , а значит весит такая кровля 30 х 52 = 1560 кг;
4. снеговая нагрузка составит 20% от нормативной при скате 46˚, что составит 100 х 52 х 0,2 = 1040 кг;
5. эксплуатационная нагрузка на одном этаже составляет 30 х 210 = 6300 кг;
6. для оценки массы фундамента возьмем количество столбов из предварительно составленной схемы и примем их диаметр равным 400 мм, тогда масса 10 столбов высотой 1,5 метра составит 540 кг;
7. вес ростверка — это масса железобетонных балок сечением 400х400 м, которая будет равна 980 кг.

Условный вес деревянного и кирпичного дома.

Суммируя полученные данные, получаем общий вес дома равным 29110 кг. Для определения суммарной площади сечения столбов делим 29110/3,5 = 8317 см 2 .

Тогда площадь сечения каждого из 10-ти столбов будет равна 832 мм 2 , что соответствует диаметру 326 мм. Принимаем диаметр равным 400 мм и определяем, что для данного здания необходимо минимальное количество столбов составляет 9 штук.

Однако, учитывая необходимость прочностного запаса 40%, к установке должно быть принято 13 столбов диаметром 400 мм.

Источник

Строительство домов

Фундамент – опора всего дома, от его конструкции и прочности зависит долговечность всего здания. Выбирая тип фундамента для дачных построек, наши соотечественники перестраховываются и закладывают ленточный фундамент. В этом можно легко убедиться, проехавшись по садоводствам. Но такие меры совсем необязательны. Для легких построек, таких как деревянные, каркасные, каркасно-щитовые дома, больше подойдет фундамент столбчатого типа. К тому же, показаниями к его применению служат перенасыщенные влагой грунты, песочные грунты, торфяные, болотистые и такие, где силы морозного пучения способны вытолкнуть или повредить ленточный фундамент. Обустроить столбчатый фундамент своими руками можно в предельно короткие сроки, не привлекая тяжелую технику и бригаду рабочих.

Устройство столбчатого фундамента

Столбчатый фундамент представляет собой столбы – опоры, заглубленные в грунт и выступающие наружу. Верхний уровень столбов обязательно должен быть одинаковым. Сверху на столбах оборудуется ростверк, чтобы соединить опоры и распределить нагрузку равномерно. Располагают столбы обязательно под каждым углом строения, а также под пересечением стен и в местах, на которые действует максимальная нагрузка.

В качестве материала для столбов могут выступать дерево, кирпич, бетон, бетонные блоки, асбестоцементные или металлические трубы, а также бутовый камень.

Деревянные столбы на сегодняшний день используются крайне редко, так как они недолговечны. Но под легкими деревянными строениями или террасами вполне допустимо обустраивать столбчатый фундамент из деревянных столбов. Диаметр таких столбов должен быть 0,15 – 0,2 м. Перед заглублением их необходимо обязательно обработать специальными препаратами и пропитками, предотвращающими гниение и препятствующими горению. В качестве гидроизолирующего материала можно использовать битумные мастики.

Кирпич-железняк, обожженный в печи, используется для мелкозаглубленного или незаглубленного столбчатого фундамента. Ширина столба должна быть не менее 0,38 м.

Бетонные армированные столбы являются самым распространенным и надежным вариантом столбчатого фундамента. Они могут быть как монолитными, так и обустроенными из готовых бетонных блоков. Ширина столбов должна быть 0,4 м.

Асбестоцементные или металлические трубы используются для обустройства столбов в качестве несъемной опалубки, так как внутрь них вставляется арматура и заливается бетон.

Глубина столбчатого фундамента рассчитывается в зависимости от структуры грунта, уровня залегания грунтовых вод и уровня промерзания почвы. Мелкозаглубленным считается фундамент, погруженный на 0,4 м в почву. Заглубленным – погруженный на 0,15 – 0,5 м ниже уровня промерзания.

Очень часто столбчатый фундамент обустраивают в местности, где почва промерзает на 1,5 – 2 метра вглубь, так как строительство ленточного фундамента в таком случае просто нерентабельно. Нижний уровень столба заглубляется на 15 – 25 см ниже уровня промерзания почвы.

Расстояние между столбами может быть от 1 до 2,5 м, но более 3 м делать разнос не рекомендуется.

В качестве ростверка можно использовать прочный брус. Если строение деревянное, то он будет выступать в роли закладного венца. Но все большей популярности набирает монолитный бетонный ростверк, залитый в деревянную опалубку.

Ростверк столбчатого фундамента может быть высоким (выше 35 – 75 см над уровнем грунта) и низким (лежит на грунте).

Очень важной конструктивной особенностью столбчатых фундаментов является то, что в доме невозможно оборудовать подвал. Иногда для ограждения пространства между столбами формируют забирку, которую выгладывают из кирпича или камня, но не соединяют со столбами фундамента, чтобы в случае подвижек не нарушить его целостность. Очень важно в забирке обустроить вентиляцию для проветривания подпольного пространства. Но забирку делают далеко не всегда. В часто затапливаемой местности столбчатые фундаменты возводят на большую высоту над уровнем грунта, которая может составлять от 1 до 2 м. В таком случае дом полностью остается как бы «висеть» в воздухе на столбах.

Столбчатый фундамент: чертеж, расчет и схема

Перед началом любых работ, связанных с возведением фундамента, в обязательном порядке необходимо запастись проектной документацией. Создание этой документации на дом лучше доверить специальным архитектурным компаниям.

Схема столбчатого фундамента выглядит примерно так:

Первым делом выполняется расчет столбчатого фундамента, чтобы определить количество столбов, их материал, глубину заложения, места обустройства, ширину и другое. Для расчетов потребуются характеристики грунта, уровень залегания грунтовых вод, силы морозного пучения, уровень промерзания грунта, материал строения, его высота и этажность, тип перекрытий, материал кровли, нагрузки в каждой ключевой точке строения и другое. Для самостоятельных расчетов в сети есть соответствующие онлайн калькуляторы для расчетов столбчатых фундаментов.

Все полученные для столбчатого фундамента размеры заносятся в проектную документацию, где указываются все характеристики, материал и многое другое.

Столбчато-ленточный фундамент своими руками

В последнее время стал популярен так называемый облегченный фундамент под современные одно- и двухэтажные коттеджи, который представляет собой столбы, заглубленные ниже уровня промерзания грунта, и незаглубленный ленточный фундамент, соединяющий эти столбы. Выполнить такой фундамент самостоятельно будет нелегко, лучше позвать в помощь друзей и заказать миксер готового бетона, чтобы конструкция получилась прочной.

Земляные работы

Перед тем как сделать столбчатый фундамент, необходимо подготовить участок под строительство. Для этого снимаем лишний грунт, устраняем неровности. Если верхний грунт глинистый, придется снять большую его часть и засыпать песком.

Далее необходимо выполнить разметку участка. С помощью строительной нити размечаем площадку согласно приложенному чертежу. Натягиваем нить двумя линиями, параллельными друг другу, с расстоянием, равным толщине будущего ленточного фундамента. Контролируем угол пересечения нитей и углы будущей конструкции, они должны быть равны 90 °. Обозначаем места пересечения и примыкания стен, а также углы здания, места с наибольшей нагрузкой.

По всему размеченному участку вынимаем грунт на 30 – 40 см там, где будет ленточный фундамент. Ширину делаем на 7 – 10 см больше, чтобы осталось место для опалубки.

Согласно чертежу столбчатого фундамента с помощью ручного бура делаем скважины там, где будут столбы. Диаметр ручного бура бывает 150 мм, 200, 250, 400 мм. Если глубина столбов не превышает 1 м, то дополнительной фиксации стенок от осыпания не нужно. Если же глубина больше, то придется сформировать подпорки из досок, чтобы грунт не осыпался.

На дно скважин засыпаем песок, слоем 10 см.

В последний раз проверяем расположение скважин по осям и ровность будущего фундамента.

Обустройство столбов

Для обустройства столбов будем использовать бетон, но для оборудования его гидроизоляции, выполним маленькую хитрость.

Из рубероида, скрученного в два слоя, формируем трубу необходимого диаметра. Соединения проклеиваем скотчем, а также по окружности обклеиваем трубу. Вставляем конструкцию в скважину до упора в грунт.

Из арматурного прута 10 – 14 мм диаметром и проволоки 6 мм вяжем и свариваем армирующий каркас. Вставляем его в скважину. Верх прутьев должен выступать из скважины минимум на 15 – 25 см.

Начинаем заливать столбы бетоном. Для этого сначала заливаем 20 – 25 см внутрь скважины и приподнимаем трубу из рубероида так, чтобы бетон внизу растекся и сформировал подошву. Затем заливаем скважину до конца бетоном, формируя столб. С помощью электрического глубинного вибратора утрясаем бетон, чтобы в нем не осталось воздушных пузырьков и пустот.

Пока бетон в столбах сохнет, займемся ленточным фундаментом.

Обустройство облегченного ленточного фундамента

Из арматурного прута и проволоки свариваем и вяжем каркас для армирования ленточного фундамента. Обязательно свариваем его и прикручиваем к прутам, торчащим из столбов.

Пруты будут располагаться вдоль ленты фундамента, а проволока армировать в поперечном направлении, формируя горизонтальные перемычки.

Монтируем опалубку для ленточного фундамента. Для этого используем доски шириной 10 – 15 см, толщиной 4 см. Вместо досок можно взять ДСП, фанеру или листы железа. Когда опалубка будет сбита, внутрь настилаем гидроизоляционный материал. Лучше всего использовать современные мембраны или полиэтиленовую пленку, которая понадобится еще и для того, чтобы бетон не выливался из опалубки через щели.

Заливаем ленточный фундамент бетоном. Для простоты лучше заказать машину-миксер для заливки такого большого пространства. Также утрясаем бетон вибратором. Когда бетон наберет свою прочность, спустя 20 – 28 дней, опалубку можно будет снять и провести все необходимые работы по гидроизоляции фундамента. Затем оставшиеся траншеи засыпаем грунтом.

Более подробно о том, как делается такой ленточно-столбчатый фундамент, видео:

Важно! Очень многие специалисты выступают крайне негативно по отношению к столбчато-ленточным фундаментам, настаивая на том, что фундамент должен быть либо столбчатым, либо ленточным. Только в таком случае он будет полностью выполнять свои функции и не мешать подвижкам в грунте. Несмотря на это многие строительные компании продолжают обустраивать именно комбинированный фундамент. Так что выбирать Вам самим.

Фундамент опорно-столбчатый своими руками

Для сравнения рассмотрим вариант обустройства сугубо столбчатого фундамента с высоким ростверком. Его обустройство целесообразно для легких строений на песчаных грунтах.

Земляные работы

Производим разметку участка, как и в первом варианте. Затем снимаем плодородный грунт с площадки на 15 – 25 см. В углах и местах пересечения стен бурим скважины 0,6 м глубиной. А лучше выкапываем на месте будущих столбов котлованы вручную, квадратной формы.

На дно каждого котлована под столбы заливаем бетон слоем 10 – 15 см. Он будет служить нам подушкой. Когда бетон высохнет, можно приступать к формированию опорных столбов.

Строительство столбчатого фундамента

Для столбов будем использовать кирпич-железняк, тщательно обожженный в печи. Выкладываем кирпичной кладкой опорный столб шириной 38 см, высотой на 35 – 45 см выше уровня грунта. Кирпичи можно располагать замкнутым контуром, внутри оставляя свободное пространство. Внутри пустого пространства формируем арматурный каркас, хотя бы 1 – 3 прута связываем и вставляем. Затем заливаем бетоном.

Проверяем, чтобы столбы находились на одном уровне. Когда бетон высохнет, столбы можно гидроизолировать.

Засыпаем траншеи грунтом. Сверху столбов обустраиваем ростверк. Его можно выполнить с помощью деревянных рандбалок. Края балок должны обязательно опираться на столбы и соединяться между собой замковым соединением шип-паз.

Ростверк можно сделать бетонным. Тогда для него необходимо смонтировать опалубку из деревянных досок, сварить внутри каркас из арматуры и залить все бетоном.

Технология столбчатого фундамента позволяет выполнить столбы из асбестоцементных труб. Их опускают в скважину, затем внутрь наливают бетон. Приподнимают трубу, чтобы бетон растекся, и затем доливают бетон дальше, не доходя 10 – 15 см до верха трубы. Когда закладные венцы дома будут соединяться с фундаментом, их необходимо будет закрепить к трубам с помощью анкеров и уголковых соединений.

Строительство столбчатого фундамента позволяет существенно сэкономить на материалах и бригаде рабочих, так как все работы можно выполнить самостоятельно за считанные дни. Такой фундамент можно смело строить для деревянных домов, бань, технических строений, террас, веранд, беседок, гаражей и других строений, веса которых недостаточно для того, чтобы нагрузить ленточный фундамент. Кстати, если Вы построили столбчатый фундамент осенью, его нежелательно оставлять на зиму ненагруженным. Поэтому сверху устанавливают бетонные плиты или стараются построить все здание до начала морозов. Иначе за зиму силы морозного пучения могут вытолкнуть столбы из грунта, и их расположение уже не будет ровным. Будет проще выкопать их и сделать новый фундамент, чем исправлять последствия.

Столбчатый фундамент своими руками: видео – инструкция

Источник